CN112531880A - 一种冗余控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种冗余控制装置，该装置包括：两路交流电源、第一主机柜、第二主机柜、第一馈线柜、第二馈线柜、第一蓄电池组、第二蓄电池组；所述两路交流电源分别与所述第一主机柜与所述第二主机柜相连；所述第一主机柜与所述第一蓄电池组并列连接，所述第一主机柜与所述第一蓄电池组用于给所述第一馈线柜供电；所述第二主机柜与所述第二蓄电池组设置并列连接，所述第二主机柜与所述第二蓄电池组用于给所述第二馈线柜供电；所述第一馈线柜与所述第二馈线柜之间设置有连接线路，所述连接线路上设置有母联开关。本发明采用双主机双蓄电池组的双母接线方式实行冗余控制，有效的防止重要设备不失去保护功能。

Description

一种冗余控制装置及方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别涉及一种冗余控制装置及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，机械行业的快速进步，电力设备维护显得尤为重要。直流电源系统供电不同于交流，由于直流电源的特性，要求不能存在任何短暂的停电，即使是几毫秒的中断(电压下降到规定的范围以下)，都会造成用电设备的停电，电磁阀动作，继电器失电，保护失电等严重后果。

一旦系统主机出现故障或电源模块受到冲击时，频繁切换，以上任意故障都将导致重要设备的保护装置失电，系统主机的稳定性及电源模块受冲击时切换时间，造成供电短时间失去的缺点。因此，本发明有利的解决了此类问题，保证切换装置的正常工作。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种冗余控制装置及方法技术方案，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种冗余控制装置，所述装置包括：两路交流电源、第一主机柜、第二主机柜、第一馈线柜、第二馈线柜、第一蓄电池组、第二蓄电池组；

所述两路交流电源分别与所述第一主机柜与所述第二主机柜相连，所述两路交流电源用于给所述第一主机柜与第二主机柜提供交流电；

所述第一主机柜与所述第一蓄电池组并列连接，所述第一主机柜与所述第一蓄电池组用于给所述第一馈线柜供电；

所述第二主机柜与所述第二蓄电池组设置并列连接，所述第二主机柜与所述第二蓄电池组用于给所述第二馈线柜供电；

所述第一馈线柜与所述第二馈线柜之间设置有连接线路，所述连接线路上设置有母联开关，所述母联开关用于控制所述连接线路的连通。

相应的，所述第一主机柜与所述第二主机柜具有相同的系统配置。

相应的，所述第一蓄电池组与所述第二蓄电池组具有相同的系统配置，均为52节2V蓄电池组合而成。

相应的，所述第一主机柜的电源输出端与所述第一蓄电池组的电源输出端之间设置有第一连接线路，所述第一连接线路上设置有第一开关，所述第一开关用于控制所述第一主机柜与所述第一蓄电池组之间的连接状态；

所述第一主机柜的电源输出端与所述第一馈线柜的电源输入端之间设置有第二连接线路，所述第二连接线路上设置有两个开关部件。

相应的，所述第二主机柜的电源输出端与所述第二蓄电池组的电源输出端之间设置有第三连接线路，所述第三连接线路上设置有第二开关，所述第二开关用于控制所述第二主机柜与所述第二蓄电池组之间的连接状态；

所述第二主机柜的电源输出端与所述第二馈线柜的电源输入端之间设置有第四连接线路，所述第四连接线路上设置有两个开关部件。

相应的，在所述第二连接线路上设置的两个开关部件之间引出第五连接线路，所述第五连接线路的另一端设置在所述第四连接线路上两个开关中间线路处，所述第五连接线路上设置有母联开关，所述母联开关用于控制所述第一馈线柜与所述第二馈线柜之间的连接状态。

另一方面，提供了一种冗余控制方法，所述方法包括：通过第一主机柜和第二主机柜分别接收两路交流电源提供的交流电，由所述第一主机柜和所述第二主机柜将所述交流电转换为直流电，所述直流电用于给第一馈线柜与第二馈线柜供电；

由所述第一主机柜和第一蓄电池组提供的直流电给所述第一馈线柜供电，由所述第二主机柜和第二蓄电池组提供的直流电给所述第二馈线柜供电；

在所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障的情况下，改变母联开关的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源。

相应的，在所述改变所述母联开关的工作状态之前，所述方法还包括：

判断所述第一主机柜与所述第二主机柜的工作状态；

若两者都正常工作，则断开所述母联开关；

若其中一个出现故障，则连通所述母联开关。

相应的，所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障的情况下，改变母联开关的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源包括：

在所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障时，连通所述母联开关，使所述正常状态下的主机柜与所述正常状态下的主机柜并列的蓄电池组共同给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源。

相应的，所述由所述第一主机柜提供的直流电和第一蓄电池组提供的电源给所述第一馈线柜供电，由所述第二主机柜提供的直流电和第二蓄电池组提供的电源给所述第二馈线柜供电之前，还包括：

调高所述第一主机柜与所述第二主机柜的系统输出电压；

根据所述调高后的系统电压，产生输出电压供所述第一馈线柜和所述第二馈线柜正常工作。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本发明实施例通过包括两路交流电源、第一主机柜、第二主机柜、第一馈线柜、第二馈线柜、第一蓄电池组和第二蓄电池组的装置，在两套主机柜与两套蓄电池组供电的情况下，利用双母接线方式，实施冗余控制电路，此实施例提供的冗余控制装置不仅提高了负载供电的稳定性，还在保证重要设备安全的前提下，避免直流电源切换引起供电中断，保障了用电设备连续供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种实施环境的示意图；

图2是本发明实施例的一种冗余控制装置的结构示意图。

图3是本实施例提供的一种冗余控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，图1所示为本发明实施例提供的一种实施环境的示意图，所述实施环境从直流电控制电路现有技术中的单主机单回路运行状态转换为双主机双回路运行。实施前后的设计相比较，前人的现有技术中，仅仅只使用一组主机柜一组蓄电池组，当遇到系统主机出现故障或者电源模块受到冲击时，电源切换导致供电短时间失去，进而设备失去了继电保护的情况，造成安全事故发生。而本发明的设计思维，在保证安全的前提下，避免了直流电源切换引起供电中断，保证用电设备连续供电，即使电源切换时，也不影响设备的正常运行。

本发明实施例实现冗余控制时，为保证重要设备不停电工作，如图1所示，在从单主机运行模式向双主机运行模式时，可以引入一套新的供电设备然后断开需要调整的电源，这样可以保证重要设备上的供电不间断。

请参阅图2，其所示为本发明实施例的一种冗余控制装置的结构示意图，下面结合图2所示的冗余控制装置的结构示意图来对本发明实施提供的冗余控制装置进行详细说明。

本发明实施例的一种冗余控制装置包括：两路交流电源10、第一主机柜20、第二主机柜30、第一馈线柜40、第二馈线柜50、第一蓄电池组60、第二蓄电池组70；所述两路交流电源10分别与所述第一主机柜20与所述第二主机柜30相连，所述两路交流电源10用于给所述第一主机柜20与第二主机柜30提供交流电；所述第一主机柜20与所述第一蓄电池组60设置并列连接，用于给所述第一馈线柜40供电；所述第二主机柜30与所述第二蓄电池组70设置并联连接，用于给所述第二馈线柜50供电；所述第一馈线柜40与所述第二馈线柜50之间设置有连接线路，所述连接线路上设置有母联开关03，所述母联开关用于控制所述连接线路的连通。

具体的，在本发明实施例中，第一主机柜20与第二主机柜30的输入交流电各有两路线路给主机柜提供交流电。电源接口使用双电源控制电路，可以避免直流电源切换引起供电中断，造成难以挽回的损失。即使一路电源设备出现故障，另外一路电源设备也可以进行持续供电，此时第一馈线柜40与第二馈线柜50之间的母联开关03则是闭合状态，负载的馈线柜自由切换至另一个直流电源供电，这种方式的双回路供电增强了系统的保护机制。

所述母联开关可以为负荷开关，也可以为阻断器、隔离开关等具有通断功能的开关设备，可以根据实际需求灵活选择。

进一步地，所述第一主机柜20与所述第二主机柜30具有相同的系统配置。

进一步地，所述第一蓄电池组与所述第二蓄电池组具有相同的系统配置，均为52节2V蓄电池组合而成。

在具体实施例中，第一主机柜20与所述第二主机柜30在配置上是一致的，其作用是接收两路交流电源10输入的交流电，通过交直转换装置转换为直流电为负载提供电量来源。第一蓄电池组60为52节2V蓄电池的组合，第二蓄电池组70的配置与第一蓄电池组60配置相同，蓄电池组作为储能设备，对直流用电设备的安全运行起到核心的保障作用，蓄电池是通信电源系统。

进一步地，所述第一主机柜20的电源输出端与所述第一蓄电池组60的电源输出端之间设置有第一连接线路，所述第一连接线路上设置有第一开关01，所述第一开关01用于控制所述第一主机柜20与所述第一蓄电池组60之间的连接状态；所述第一主机柜20的电源输出端与所述第一馈线柜40的电源输入端之间设置有第二连接线路，所述第二连接线路上设置有两个开关部件。

进一步地，所述第二主机柜30的电源输出端与所述第二蓄电池组70的电源输出端之间设置有第三连接线路，所述第三连接线路上设置有第二开关02，所述第二开关02用于控制所述第二主机柜30与所述第二蓄电池组70之间的连接状态；所述第二主机柜30的电源输出端与所述第二馈线柜50的电源输入端之间设置有第四连接线路，所述第四连接线路上设置有两个开关部件。

进一步地，在所述第二连接线路上设置的两个开关部件之间引出第五连接线路，所述第五连接线路的另一端设置在所述第四连接线路上两个开关中间线路处，所述第五连接线路上设置有母联开关03，所述母联开关03用于控制所述第一馈线柜40与所述第二馈线柜50之间的连接状态。

由本发明实施例的上述技方案可见，本发明采用系统双主机双蓄电池组双母接线的方式实现重要设备冗余控制电路的设计，即配置两套主机柜与两套蓄电池组，此实施例提供的冗余控制换装置提高了负载被供电的稳定性，不仅在保证重要设备安全的前提下，避免直流电源切换引起供电中断，还保障了用电设备连续供电，确保了重要设备的顺利安全运行。

本发明实施例中基于冗余控制装置还提供一种双回路控制方法，如图3所示，为本实施例提供的一种冗余控制方法的流程示意图。

S301：通过第一主机柜和第二主机柜分别接收两路交流电源提供的交流电，由所述第一主机柜和所述第二主机柜将所述交流电转换为直流电，所述直流电用于给第一馈线柜与第二馈线柜供电；

S302：由所述第一主机柜和第一蓄电池组提供的直流电给所述第一馈线柜供电，由所述第二主机柜和第二蓄电池组提供的直流电给所述第二馈线柜供电；

S303：在所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障的情况下，改变母联开关的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源。

在本发明实施例中，该运行系统采用原高频开关电源模块技术，增加至两套主机柜与两套蓄电池组，利用双母接线方式，实施冗余控制电路，有效的解决当系统主机柜出现故障或电源模块受到冲击时，频繁切换电源导致重要设备的保护装置失电的问题。

进一步地，在所述改变所述母联开关03的工作状态之前，所述方法还包括：判断所述第一主机柜20与所述第二主机柜30的工作状态；若两者都正常工作，则断开所述母联开关03；若其中一个出现故障，则连通所述母联开关03。

更进一步地，所述第一主机柜20或所述第二主机柜30出现故障的情况下，改变母联开关03的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜40和所述第二馈线柜50提供电源，包括：

在所述第一主机20或所述第二主机柜30出现故障时，连通所述母联开关03，使所述正常状态下的主机柜与所述正常状态下的主机柜并列的蓄电池组共同给所述第一馈线柜40和所述第二馈线柜50提供电源。

更进一步地，所述由所述第一主机柜20提供的直流电和第一蓄电池组60提供的电源给所述第一馈线柜40供电，由所述第二主机柜30提供的直流电和第二蓄电池组70提供的电源给所述第二馈线柜50供电之前，还包括：调高所述第一主机柜20与所述第二主机柜30的系统输出电压；

根据所述调高后的系统电压，产生输出电压供所述第一馈线柜40和所述第二馈线柜50正常工作。

在本发明实施例中，调高系统电压是为了更好的适应双主机供电的情况下，设备的正常运行，控制系统的回路和保护系统的回路都需要在不停电的操作下来完成。

关于上述实施例中的冗余控制方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本发明实施例还提供了一种冗余控制系统，所述系统承载并执行以实现上述所述的一种冗余控制装置和目标设备。

综上，本发明实施例提供的冗余控制方法及装置，在系统运行模式下，实现了电路的冗余控制设计，并采用双主机双蓄电池组双母接线的方式，即配置两套主机柜与两套蓄电池组，第一主机柜与所述第二主机柜各自独立供电，第一主机柜与第二主机柜的电源终端并列运行。此实施例提供的方法及装置提高了负载供电的稳定性，即使其中一个供电设备出现问题，也可以保证目标设备的正常工作。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冗余控制装置，其特征在于，所述装置包括：两路交流电源、第一主机柜、第二主机柜、第一馈线柜、第二馈线柜、第一蓄电池组、第二蓄电池组；

所述两路交流电源分别与所述第一主机柜与所述第二主机柜相连，所述两路交流电源用于给所述第一主机柜与第二主机柜提供交流电；

所述第一主机柜与所述第一蓄电池组并列连接，所述第一主机柜与所述第一蓄电池组用于给所述第一馈线柜供电；

所述第二主机柜与所述第二蓄电池组设置并列连接，所述第二主机柜与所述第二蓄电池组用于给所述第二馈线柜供电；

所述第一馈线柜与所述第二馈线柜之间设置有连接线路，所述连接线路上设置有母联开关，所述母联开关用于控制所述连接线路的连通。

2.根据权利要求1所述的一种冗余控制装置，其特征在于，

所述第一主机柜与所述第二主机柜具有相同的系统配置。

3.根据权利要求1所述的一种冗余控制装置，其特征在于，

所述第一蓄电池组与所述第二蓄电池组具有相同的系统配置，均为52节2V蓄电池组合而成。

4.根据权利要求1所述的一种冗余控制装置，其特征在于，

所述第一主机柜的电源输出端与所述第一蓄电池组的电源输出端之间设置有第一连接线路，所述第一连接线路上设置有第一开关，所述第一开关用于控制所述第一主机柜与所述第一蓄电池组之间的连接状态；

所述第一主机柜的电源输出端与所述第一馈线柜的电源输入端之间设置有第二连接线路，所述第二连接线路上设置有两个开关部件。

5.根据权利要求4所述的一种冗余控制装置，其特征在于，

所述第二主机柜的电源输出端与所述第二蓄电池组的电源输出端之间设置有第三连接线路，所述第三连接线路上设置有第二开关，所述第二开关用于控制所述第二主机柜与所述第二蓄电池组之间的连接状态；

所述第二主机柜的电源输出端与所述第二馈线柜的电源输入端之间设置有第四连接线路，所述第四连接线路上设置有两个开关部件。

6.根据权利要求5所述的一种冗余控制装置，其特征在于，

在所述第二连接线路上设置的两个开关部件之间引出第五连接线路，所述第五连接线路的另一端设置在所述第四连接线路上两个开关中间线路处，所述第五连接线路上设置有母联开关，所述母联开关用于控制所述第一馈线柜与所述第二馈线柜之间的连接状态。

7.一种基于权利要求1所述的冗余控制装置的冗余控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一主机柜和第二主机柜分别接收两路交流电源提供的交流电，由所述第一主机柜和所述第二主机柜将所述交流电转换为直流电，所述直流电用于给第一馈线柜与第二馈线柜供电；

由所述第一主机柜和第一蓄电池组提供的直流电给所述第一馈线柜供电，由所述第二主机柜和第二蓄电池组提供的直流电给所述第二馈线柜供电；

在所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障的情况下，改变母联开关的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源。

8.根据权利要求7所述的一种冗余控制方法，其特征在于，在所述改变所述母联开关的工作状态之前，所述方法还包括：

判断所述第一主机柜与所述第二主机柜的工作状态；

若两者都正常工作，则断开所述母联开关；

若其中一个出现故障，则连通所述母联开关。

9.根据权利要求7所述的一种冗余控制方法，其特征在于，所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障的情况下，改变母联开关的工作状态，使得正常工作的主机柜同时给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源包括：

在所述第一主机柜或所述第二主机柜出现故障时，连通所述母联开关，使所述正常状态下的主机柜与所述正常状态下的主机柜并列的蓄电池组共同给所述第一馈线柜和所述第二馈线柜提供电源。

10.根据权利要求7所述的一种冗余控制方法，其特征在于，所述由所述第一主机柜提供的直流电和第一蓄电池组提供的电源给所述第一馈线柜供电，由所述第二主机柜提供的直流电和第二蓄电池组提供的电源给所述第二馈线柜供电之前，还包括：

调高所述第一主机柜与所述第二主机柜的系统输出电压；

根据所述调高后的系统电压，产生输出电压供所述第一馈线柜和所述第二馈线柜正常工作。

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